(57)【要約】【課題】  テープ型多芯光ファイバにおいて、被覆が除去され露出された各クラッド部に均一な厚さの金属被覆を施したテープ型多芯光ファイバを提供する。【解決手段】  テープ型多芯光ファイバにおいて、被覆部を除去し、露出された各クラッド部の外表面上の少なくとも一部分にＮｉＰ無電解めっき膜を有し、該ＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を有することを特徴とするメタライズドテープ型多芯光ファイバ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ型多芯光ファイバにおいて、被覆部を除去し、露出された各クラッド部の外表面上の少なくとも一部分にＮｉＰ無電解めっき膜を有し、該ＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を有することを特徴とするメタライズドテープ型多芯光ファイバ。
【請求項２】
前記ＮｉＰ無電解めっき膜の膜厚が１．５μｍ〜１０μｍの範囲内であり、Ａｕ無電解めっき膜の膜厚が０．１μｍ〜２．０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載のメタライズドテープ型多芯光ファイバ。
【請求項３】
(1)テープ型多芯光ファイバの外部被覆を除去して各クラッド部を露出させる工程と、
(2)露出された各クラッド部の外表面の少なくとも一部分にＰｄ触媒核を付着させる工程と、
(3)外表面上にＰｄ触媒核が付着された前記各クラッド部を無電解Ｎｉめっき浴中に浸漬して、該クラッド部の外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜を形成する工程と、
(4)外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜が形成された前記クラッド部を無電解Ａｕめっき浴中に浸漬して、該クラッド部のＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を形成する工程とからなることを特徴とするメタライズドテープ型多芯光ファイバの製造方法。
【請求項４】
(1)テープ型多芯光ファイバの外部被覆を除去して各クラッド部を露出させる工程と、
(2)露出された各クラッド部の外表面の全部にＰｄ触媒核を付着させる工程と、
(3)外表面上にＰｄ触媒核が付着された前記各クラッド部のうち、金属被覆を施さない部分をワックスでマスキングする工程と、
(4)前記各クラッド部を無電解Ｎｉめっき浴中に浸漬して、外表面上にＰｄ触媒核が付着されたクラッド部の外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜を形成する工程と、
(5)前記各クラッド部を無電解Ａｕめっき浴中に浸漬して、該クラッド部のＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を形成する工程と、
(6)マスキング剤として用いたワックスを除去する工程とからなることを特徴とするメタライズドテープ型多芯光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部品に関する。更に詳細には、本発明はテープ型多芯光ファイバにおいて、被覆が除去され露出された各クラッド部に金属被覆を施したテープ型多芯光ファイバ及び該露出クラッド部の金属被覆方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及により、音楽や動画像、コンピュータデータなどの大量の情報を高速に送受信する必要が出てきた。光ファイバを用いたデータの送受信では転送速度が家庭用で１００Ｍｂｐｓ以上であり、一般家庭に普及している電話回線を用いたモデムやＩＳＤＮに比べ、約３桁程度高速にデータを送受信できる。さらに、基幹系では１０〜４０Ｇｂｐｓに達している。また、近年、光多重通信という新しい技術が登場してさらなる高速化と大容量化が可能となっている。このような状況の中、光通信部品の需要はますます増加傾向にあり、そのコスト低減と信頼性向上が部品供給メーカーの課題となっている。
【０００３】
従来、ファイバ芯線の結合支持台への固定はフェルールを用いて行われるのが一般的である。具体的には、例えばジルコニアおよびアルミナから成り、中心部に貫通孔を有するフェルールの前記貫通孔にファイバ芯線を挿通し、当該ファイバ芯線とフェルールの間が例えば紫外線硬化型樹脂のような封止材で気密に固定され、更にその状態のフェルールが同じく封止材で結合支持台に固定される。つまり、ファイバ芯線はフェルールを介して間接的に結合支持台に固定されていることになる。
【０００４】
しかし最近では、被覆部を除去してクラッド部を露出させたファイバ芯線表面をメタライジングし、そのファイバ芯線を結合支持台上に直接半田付けにより固定することが行われている。この方法ではフェルールを用いた固定に比べ使用する部品点数が減るためコスト低減が可能になり、さらに、紫外線硬化型樹脂による接着に比べ信頼性が向上するメリットがある。
【０００５】
しかし、光ファイバのクラッド部はガラス製であるため半田の濡れ性が悪く、直接光ファイバを半田付けすることは出来ない。半田付けを可能にするため光ファイバのクラッド部の外周面上に半田の濡れ性が高い金をスパッタ法や物理蒸着法で成膜する事が提案されている（例えば、特許文献１参照）。光ファイバへのメタライジング法として、スパッタ等の物理蒸着法が用いられる場合がある。物理蒸着法によるメタライジングでは、単芯ファイバの場合は膜厚の不均一性は特に大きなものとならない。しかし、多芯テープ型ファイバでは、隣のファイバがシールドとなるため、金属膜の厚さが不均一であったり、場合によっては成膜されない部分が生じてしまう問題があった。
【０００６】
更に、光ファイバの露出クラッド部にＮｉ下地層を無電解めっきし、次いで、Ａｕ層を電解めっきすることからなる金属被覆（メタライズド）光ファイバが記載されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、多芯テープ型ファイバでは、ファイバ１本１本に電極を取付ける必要があり、その取付けは非常に困難である。更に、エッジ部付近などに電解が集中してしまうため、均一な膜の形成は難しい。このような理由により、多芯テープ型ファイバでは、Ａｕ層を電解めっきすることができない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０２４３５号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、テープ型多芯光ファイバにおいて、被覆が除去され露出された各クラッド部に均一な厚さの金属被覆を施したテープ型多芯光ファイバ及び該露出クラッド部の金属被覆方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明の特徴は、テープ型多芯光ファイバにおいて、被覆部を除去し、露出された各クラッド部の外表面上の少なくとも一部分にＮｉＰ無電解めっき膜を有し、該ＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を有することである。
【００１０】
前記のように構成された請求項１に係る発明によれば、各露出クラッド部の外表面の一部又は全部をメタライズしたテープ型多芯光ファイバを得ることができる。
【００１１】
また、前記課題を解決するための手段として、請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に記載の発明において、前記ＮｉＰ無電解めっき膜の膜厚が１．５μｍ〜１０μｍの範囲内であり、Ａｕ無電解めっき膜の膜厚が０．１μｍ〜２．０μｍの範囲内であることである。
【００１２】
前記のように構成された請求項２に係る発明によれば、テープ型多芯光ファイバを半田接続するのに必要十分な膜厚の金属被覆層が得られる。
【００１３】
また、前記課題を解決するための手段として、請求項３に係る発明の特徴は、請求項１に記載のメタライズドテープ型多芯光ファイバの製造方法であって、該方法は、
(1)テープ型多芯光ファイバの外部被覆を除去して各クラッド部を露出させる工程と、
(2)露出された各クラッド部の外表面の少なくとも一部分にＰｄ触媒核を付着させる工程と、
(3)外表面上にＰｄ触媒核が付着された前記各クラッド部を無電解Ｎｉめっき浴中に浸漬して、該クラッド部の外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜を形成する工程と、
(4)外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜が形成された前記クラッド部を無電解Ａｕめっき浴中に浸漬して、該クラッド部のＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を形成する工程とからなることである。
【００１４】
前記のように構成された請求項３に係る発明によれば、テープ型多芯光ファイバの各露出クラッド部の外表面の一部又は全部に金属被覆を施すことができる。
【００１５】
また、前記課題を解決するための手段として、請求項４に係る発明の特徴は、請求項１に記載のメタライズドテープ型多芯光ファイバの製造方法であって、該方法は、
(1)テープ型多芯光ファイバの外部被覆を除去して各クラッド部を露出させる工程と、
(2)露出された各クラッド部の外表面の全部にＰｄ触媒核を付着させる工程と、
(3)外表面上にＰｄ触媒核が付着された前記各クラッド部のうち、金属被覆を施さない部分をワックスでマスキングする工程と、
(4)前記各クラッド部を無電解Ｎｉめっき浴中に浸漬して、外表面上にＰｄ触媒核が付着されたクラッド部の外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜を形成する工程と、
(5)前記各クラッド部を無電解Ａｕめっき浴中に浸漬して、該クラッド部のＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を形成する工程と、
(6)マスキング剤として用いたワックスを除去する工程とからなることである。
【００１６】
前記のように構成された請求項４に係る発明によれば、テープ型多芯光ファイバの各露出クラッド部の外表面の所望部分にのみ選択的に金属被覆を施すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スパッタ等の物理蒸着法では実現できなかったテープ型多芯光ファイバの各露出クラッド部上への均一な金属膜の形成を、無電解めっき法により実現することができる。また、本発明によれば、処理対象のテープ型多芯光ファイバの各露出クラッド部先端部を治具上に整列させ、ワックスに浸漬することにより選択的な部分メタライジングを実施できるので、テープ型多芯光ファイバの部分メタライジングを高い生産性で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明によるメタライズドテープ型多芯光ファイバの一例の部分概要斜視図である。本発明のメタライズドテープ型多芯光ファイバ１は、日本で市内加入者ケーブル用リボンとして検討されている構造の一例である。ファイバ３はコア５とクラッド７とからなる。ファイバ３は例えば、ＵＶ架橋プラスチックなどの１次被覆層９で覆われている。この１次被覆層９は例えば、内層軟質と外層硬質の２層被覆構造を有することもできる。この１次被覆ファイバを５〜１２芯平行に整列させ、再度、ＵＶ架橋プラスチックなどの２次被覆層１１で被覆する。ファイバ３をメタライジングするためには、２次被覆層１１を先ず除去して１次被覆層９を露出させ、次いで、１次被覆層９を除去すると、ファイバ３が露出され、斯くして、クラッド７が露出される。この露出されたクラッド７の一部又は全部の外表面に金属被覆層１３が形成されている。
【００１９】
図２は図１に示されたファイバ３の断面図である。クラッド７の外表面に先ずＮｉＰ無電解めっき膜１５が鍍着され、次いで、このＮｉＰ無電解めっき膜１５の外表面上にＡｕ無電解めっき膜１７が鍍着され、このＮｉＰ無電解めっき膜１５とＡｕ無電解めっき膜１７とにより金属被覆層１３が形成される。クラッド７は基本的にガラスから形成されている。最外層のＡｕ無電解めっき膜１７は半田濡れ性及び導電性の点で申し分が無く、最適のメタライジング層である。しかし、クラッドガラスと金属の金（Ａｕ）とは密着性が低いため、Ａｕ無電解めっき膜１７の下地層として、先ずＮｉＰ無電解めっき膜１５を成膜する。
【００２０】
下地層としてのＮｉＰ無電解めっき膜１５の膜厚は一般的に、１．５μｍ〜１０μｍの範囲内である。下地層としてのＮｉＰ無電解めっき膜１５の膜厚が１．５μｍ未満では、半田付けの際、半田食われが生じる恐れがある。一方、ＮｉＰ下地層の膜厚が１０μｍ超の場合、ＮｉＰ下地層の使用効果が飽和し、不経済となるだけである。
【００２１】
また、Ａｕ無電解めっき膜１７の膜厚は一般的に、０．１μｍ〜２．０μｍの範囲内である。Ａｕ無電解めっき膜１７の膜厚が０．１μｍ未満では、均一な膜厚のＡｕ膜を鍍着することができない。一方、Ａｕ無電解めっき膜１７の膜厚が２．０μｍ超の場合、Ａｕ膜の使用効果が飽和し、不経済となるだけである。
【００２２】
金属被覆層１３は、例えば、
(1)テープ型多芯光ファイバの外部被覆を除去して各クラッド部を露出させる工程と、
(2)露出された各クラッド部の外表面の少なくとも一部分にＰｄ触媒核を付着させる工程と、
(3)外表面上にＰｄ触媒核が付着された前記各クラッド部を無電解Ｎｉめっき浴中に浸漬して、該クラッド部の外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜を形成する工程と、
(4)外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜が形成された前記クラッド部を無電解Ａｕめっき浴中に浸漬して、該クラッド部のＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を形成する工程とからなる方法により製造することができる。
【００２３】
別法として、金属被覆層１３は、
(1)テープ型多芯光ファイバの外部被覆を除去して各クラッド部を露出させる工程と、
(2)露出された各クラッド部の外表面の全部にＰｄ触媒核を付着させる工程と、
(3)外表面上にＰｄ触媒核が付着された前記各クラッド部のうち、金属被覆を施さない部分をワックスでマスキングする工程と、
(4)前記各クラッド部を無電解Ｎｉめっき浴中に浸漬して、外表面上にＰｄ触媒核が付着されたクラッド部の外表面上にＮｉＰ無電解めっき膜を形成する工程と、
(5)前記各クラッド部を無電解Ａｕめっき浴中に浸漬して、該クラッド部のＮｉＰ無電解めっき膜の外表面上にＡｕ無電解めっき膜を形成する工程と、
(6)マスキング剤として用いたワックスを除去する工程とからなる方法によっても製造することができる。
【００２４】
前記のように、本発明では、無電解めっき法によりガラス製クラッドのメタライズ処理を行う。無電解めっき法では、ガラス製クラッドのような不導体上へのめっきが可能であり、また、めっき液に浸漬された部分には均一な厚さのめっき膜が成膜される。さらに、一度にめっき液に浸漬する光ファイバの本数が多くできるため、量産性に優れている。
【００２５】
ガラス製クラッド７の外周面上にＮｉＰ無電解めっき膜１５が鍍着されると、置換型の無電解金めっきが使用できる。置換型の無電解金めっきは下地層のＮｉＰ無電解めっき膜１５と金イオンのイオン化傾向の差を利用しためっきシステムである。置換金めっき浴は自己触媒金めっき浴に比較して浴組成が単純で浴安定性に優れ、管理が容易、金析出コストが安いなどの特長を有する。置換金めっきでは下地層のＮｉＰめっき膜１５が金（Ａｕ）膜１７で被覆された時点で反応が停止する。このため、Ａｕを厚付けする必要がある場合、置換金めっきを行った後、厚付け用金めっき浴を用いて厚付けすることが好ましい。
【００２６】
以下、実際のめっき方法に付いて具体的に述べる。テープ型多芯光ファイバから不要な被覆を全て除去し、クラッド７を露出させ、この露出されたクラッド部分をＮａＯＨ中で超音波洗浄後、純水洗浄し、さらに陽イオン系界面活性剤で処理する。陽イオン系界面活性剤としては例えば、アミン系の陽イオン系界面活性剤を使用することができる。アミン系陽イオン界面活性剤はガラス表面との相互作用が極めて強く、結果的にガラス表面をプラスに帯電させ、後に最外周がマイナスに帯電したＰｄ触媒コロイド粒子をガラス表面に引き寄せることが出来る。
【００２７】
純水で洗浄した後、露出クラッド部分を、例えば一液系のＰｄ触媒液に浸漬する。純水洗浄後、希塩酸でＰｄ触媒核の外周部に存在する塩化第二錫を溶解除去し、Ｐｄ核を露出させる。純水洗浄後、無電解Ｎｉめっき浴に露出クラッド部分を浸漬する。無電解Ｎｉめっき浴中には還元剤として次亜燐酸ナトリウムが存在し、Ｎｉイオンの還元析出時に燐（Ｐ）も共析し、結果的にＮｉＰがめっきされる。純水洗浄後、塩酸水溶液にＮｉＰめっき膜部分を浸漬し、ＮｉＰ表面の活性化を行う。純水洗浄後、置換型金めっき浴にＮｉＰめっき膜部分を浸漬する。この一連の操作により、クラッド７の外周面上にＮｉＰ膜１５／Ａｕ膜１７を順次成膜し、金属被覆層１３を有するテープ型多芯ファイバ１を製造する事が出来る。
【００２８】
外表面上にＰｄ触媒核が付着された前記各クラッド部のうち、金属被覆を施さない部分をワックスでマスキングし、ＮｉＰめっき及びＡｕめっき処理が完了した後、マスキング剤として用いたワックスを除去することにより、選択的なメタライジングが可能となる。ワックスは有機溶剤などにより容易に除去することができる。
【００２９】
本発明のメタライジングされたテープ型多芯光ファイバ１を製造するために使用される、無電解Ｎｉめっき浴の浴組成及びめっき条件などは当業者に公知であり、特に説明を要しない。同様に、置換型無電解金めっき浴の浴組成及びめっき条件などは公知慣用の浴組成及びめっき条件を使用することができる。また、マスキング剤としてのワックスも当業者に公知であり、特に説明を要しない。
【実施例】
【００３０】
実施例１
先端３０ｍｍのクラッド部が露出した８芯テープ型光ファイバを５規定のＮａＯＨ水溶液中で３分間超音波洗浄した。純水洗浄後、テープ型光ファイバを陽イオン系界面活性剤で３分間処理した。純水洗浄後、シプレーファーイスト社製の一液系Ｐｄ触媒液キャタリスト９Ｆの塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３分間浸漬した。純水洗浄後、１．２規定の塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３分間浸漬した。純水洗浄後、日進化成社の無電解Ｎｉめっき液ＮＰ−７００に浴温８５℃で先端３０ｍｍのクラッド部が露出したテープ型光ファイバを５分間浸漬し、テープ型光ファイバの先端３０ｍｍのクラッド部上にＮｉＰを２μｍ無電解めっきした。純水洗浄後、１．２規定の塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３０秒間浸漬した。純水洗浄後、浴温６５℃の奥野製薬工業の置換型無電解Ａｕめっき液ムデンノーブルＡＵ中にテープ型光ファイバを５分間浸漬し、ＮｉＰ層上にＡｕ層を０．１μｍ置換めっきした。
【００３１】
実施例２
中間３０ｍｍのクラッド部が露出した８芯テープ型光ファイバを５規定のＮａＯＨ水溶液中で３分間超音波洗浄した。純水洗浄後、テープ型光ファイバを陽イオン系界面活性剤で３分間処理した。純水洗浄後、シプレーファーイスト社製の一液系Ｐｄ触媒液キャタリスト９Ｆの塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３分間浸漬した。純水洗浄後、１．２規定の塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３分間浸漬した。純水洗浄後、日進化成社の無電解Ｎｉめっき液ＮＰ−７００に浴温８５℃で中間３０ｍｍのクラッド部が露出したテープ型光ファイバを５分間浸漬し、テープ型光ファイバの中間３０ｍｍのクラッド部上にＮｉＰを２μｍ無電解めっきした。純水洗浄後、１．２規定の塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３０秒間浸漬した。純水洗浄後、浴温６５℃の奥野製薬工業の置換型無電解Ａｕめっき液ムデンノーブルＡＵ中にテープ型光ファイバを５分間浸漬し、ＮｉＰ層上にＡｕ層を０．１μｍ置換めっきした。
【００３２】
実施例３
先端１５ｍｍのクラッド部が露出した８芯テープ型光ファイバを先端部が整列する冶具にセットし、５規定のＮａＯＨ水溶液中で３分間超音波洗浄した。純水洗浄後、テープ型光ファイバを陽イオン系界面活性剤で３分間処理した。純水洗浄後、シプレーファーイスト社製の一液系Ｐｄ触媒液キャタリスト９Ｆの塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３分間浸漬した。純水洗浄後、１．２規定の塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３分間浸漬した。純水洗浄後、エアーガンにより水滴を取り除き、テープ型光ファイバの先端１０ｍｍ部分を日化精工社製スペースリキッドＴＲ２−５０４８２中に１分間浸漬した。２分間の風乾のあと、テープ型光ファイバをベーク炉にて１００℃で５分間ベークした。その後、１．２規定の塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを１分間浸漬した。純水洗浄後、日進化成社の無電解Ｎｉめっき液ＮＰ−７００に浴温８５℃でワックスによりマスキングされたテープ型８芯光ファイバを５分間浸漬し、被覆部近傍５ｍｍのクラッド部上にＮｉＰを２μｍ無電解めっきした。純水洗浄後、１．２規定の塩酸水溶液中にテープ型光ファイバを３０秒間浸漬した。純水洗浄後、浴温６５℃の奥野製薬工業の置換型無電解Ａｕめっき液ムデンノーブルＡＵ中にテープ型光ファイバを５分間浸漬し、ＮｉＰ層上にＡｕ層を０．１μｍ置換めっきした。その後、先端１０ｍｍのワックス塗布部をアセトン中で１分間超音波洗浄を行った。
【００３３】
比較例１
中間３０ｍｍのクラッド部が露出した８芯テープ型光ファイバをスパッタ装置内の治具にセットした。真空排気後、８芯テープ型光ファイバを取り付けた治具を６０ｒｐｍで回転させながらＴｉ（１００ｎｍ）／Ｐｔ（１００ｎｍ）／Ａｕ（２００ｎｍ）をスパッタした。
【００３４】
実施例１〜３及び比較例１で調製した多芯テープ型光ファイバの金属膜の均一性を光学顕微鏡観察、および破断面ＳＥＭ観察により測定した。結果を下記の表１に示す。
【００３５】
【表１】
2005121773.tif 000003
【００３６】
表１に示された結果から明らかな様に、スパッタ法によるメタライジングに対し、無電解めっき法によるメタライジングでは、テープ型多芯光ファイバの全ての芯線表面上に均一な厚さの金属膜を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上、本発明をテープ型多芯光ファイバの露出クラッド部のメタライジングについて説明したきたが、本発明はテープ型に限らず、その他の型の多芯光ファイバについても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のメタライジングされたテープ型多芯光ファイバの一例の部分概要斜視図である。
【図２】図１に示されたテープ型多芯光ファイバのメタライズドクラッド部の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  本発明のメタライジングされたテープ型多芯光ファイバ
３  ファイバ
５  コア
７  クラッド
９  １次被覆層
１１  ２次被覆層
１３  金属被覆層
１５  ＮｉＰ無電解めっき膜
１７  Ａｕ無電解めっき膜
【図１】
2005121773.tif 000004
【図２】
2005121773.tif 000005